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专利号: 2021106827056
申请人: 江西省水利科学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-08-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于Faster_RCNN的热红外图像堤坝险情检测方法,其特征在于,步骤如下:S1、图像数据收集:使用图像收集模块用于采集堤防无人机巡检取得的图像数据,包含有险情以及无险情的热红外图像;

S2、基础特征提取:使用特征提取模块将图像数据进行基本的分类和筛选,剔除无效热红外图像;

S3、图像处理:利用图像处理模块对于热红外图像进行识别和标注,确定训练集与测试集;

S4、 Faster_RCNN训练:先将图像数据保存,然后利用卷积神经网络提取输入的热红外图像的特征,此时将保存的图像数据与卷积神经网络提取后的数据进行拟合,然后将数据通过候选区域算法生成对于渗漏检测的建议框,再将建议框与拟合后的数据相结合,构建Faster_RCNN模型并利用Faster_RCNN模型对图像数据集进行训练;利用Faster_RCNN模型对图像数据集进行训练的具体过程如下:a. 用卷积神经网络提取输入热红外图像的特征,针对小目标特征,feature map的卷积神经网络由13个卷积层,13个relu层和2个pooling层,通过该卷积神经网络进行训练,得到feature map;

b将图像的RGB颜色信息作为feature map与上一步得到的feature map跨接,得到融合RGB信息的feature map,增加RGB特征层的权重;

c. 通过RPN网络从包含融合RGB信息的feature map得到建议框的ROIs,并对ROIs进行

2分类,判别建议框内容是前景还是背景,留下前景建议框;

d.将建议框ROIs的feature map池化得到与融合RGB信息的feature map 相同尺寸的feature map,并将其与融合RGB信息的feature map合并,再送入分类器,进行分类和回归模型的构建,计算损失函数,并进行反向传播,修改权重;

S5、目标检测识别:目标检测识别模块利用训练好的Faster_RCNN模型对堤坝中的险情区域进行检测,并判断是否有险情,以及确定险情的具体位置、大小及置信度。

2.如权利要求1所述的基于Faster_RCNN的热红外图像堤坝险情检测方法,其特征在于,步骤S3具体过程如下:

S3‑1.利用图像处理模块对于热红外图像进行识别和标注:将特征明显的热红外图像挑选出来,将其中难以识别或已经检修后的无效数据剔除,并将选择挑选后的热红外图像,使用400px * 400px的像素大小对整张的堤坝热红外图像进行分割,然后将分割完成的数据集,使用Labelme软件标出所有渗漏的特征,使用矩形框进行标注,以“leakage”作为渗漏标识,获得一组与热红外图像对应的标注集;

S3‑2.确定训练集与测试集:根据样本的数量,以7:3的比例将训练样本分为训练集和测试集,然后利用Python的os模块将所有Labelme标注出的.txt格式文件整合为Faster_RCNN可读取的.json文件。